[IA64] Annotate __kernel_syscall_via_epc() with McKinley dispatch info.
[linux-2.6.git] / arch / ia64 / kernel / gate.S
1 /*
2  * This file contains the code that gets mapped at the upper end of each task's text
3  * region.  For now, it contains the signal trampoline code only.
4  *
5  * Copyright (C) 1999-2003 Hewlett-Packard Co
6  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
7  */
8
9 #include <linux/config.h>
10
11 #include <asm/asmmacro.h>
12 #include <asm/errno.h>
13 #include <asm/offsets.h>
14 #include <asm/sigcontext.h>
15 #include <asm/system.h>
16 #include <asm/unistd.h>
17
18 /*
19  * We can't easily refer to symbols inside the kernel.  To avoid full runtime relocation,
20  * complications with the linker (which likes to create PLT stubs for branches
21  * to targets outside the shared object) and to avoid multi-phase kernel builds, we
22  * simply create minimalistic "patch lists" in special ELF sections.
23  */
24         .section ".data.patch.fsyscall_table", "a"
25         .previous
26 #define LOAD_FSYSCALL_TABLE(reg)                        \
27 [1:]    movl reg=0;                                     \
28         .xdata4 ".data.patch.fsyscall_table", 1b-.
29
30         .section ".data.patch.brl_fsys_bubble_down", "a"
31         .previous
32 #define BRL_COND_FSYS_BUBBLE_DOWN(pr)                   \
33 [1:](pr)brl.cond.sptk 0;                                \
34         .xdata4 ".data.patch.brl_fsys_bubble_down", 1b-.
35
36 GLOBAL_ENTRY(__kernel_syscall_via_break)
37         .prologue
38         .altrp b6
39         .body
40         /*
41          * Note: for (fast) syscall restart to work, the break instruction must be
42          *       the first one in the bundle addressed by syscall_via_break.
43          */
44 { .mib
45         break 0x100000
46         nop.i 0
47         br.ret.sptk.many b6
48 }
49 END(__kernel_syscall_via_break)
50
51 /*
52  * On entry:
53  *      r11 = saved ar.pfs
54  *      r15 = system call #
55  *      b0  = saved return address
56  *      b6  = return address
57  * On exit:
58  *      r11 = saved ar.pfs
59  *      r15 = system call #
60  *      b0  = saved return address
61  *      all other "scratch" registers:  undefined
62  *      all "preserved" registers:      same as on entry
63  */
64
65 GLOBAL_ENTRY(__kernel_syscall_via_epc)
66         .prologue
67         .altrp b6
68         .body
69 {
70         /*
71          * Note: the kernel cannot assume that the first two instructions in this
72          * bundle get executed.  The remaining code must be safe even if
73          * they do not get executed.
74          */
75         adds r17=-1024,r15                      // A
76         mov r10=0                               // A    default to successful syscall execution
77         epc                                     // B    causes split-issue
78 }
79         ;;
80         rsm psr.be                              // M2 (5 cyc to srlz.d)
81         LOAD_FSYSCALL_TABLE(r14)                // X
82         ;;
83         mov r16=IA64_KR(CURRENT)                // M2 (12 cyc)
84         shladd r18=r17,3,r14                    // A
85         mov r19=NR_syscalls-1                   // A
86         ;;
87         lfetch [r18]                            // M0|1
88         mov r29=psr                             // M2 (12 cyc)
89         // If r17 is a NaT, p6 will be zero
90         cmp.geu p6,p7=r19,r17                   // A    (sysnr > 0 && sysnr < 1024+NR_syscalls)?
91         ;;
92         mov r21=ar.fpsr                         // M2 (12 cyc)
93         tnat.nz p10,p9=r15                      // I0
94         mov.i r26=ar.pfs                        // I0 (would stall anyhow due to srlz.d...)
95         ;;
96         srlz.d                                  // M0 (forces split-issue) ensure PSR.BE==0
97 (p6)    ld8 r18=[r18]                           // M0|1
98         nop.i 0
99         ;;
100         nop.m 0
101 (p6)    mov b7=r18                              // I0
102 (p6)    tbit.z.unc p8,p0=r18,0                  // I0 (dual-issues with "mov b7=r18"!)
103
104         nop.m 0
105         nop.i 0
106 (p8)    br.dptk.many b7                         // B
107
108         mov r27=ar.rsc                          // M2 (12 cyc)
109 (p6)    rsm psr.i                               // M2
110 /*
111  * brl.cond doesn't work as intended because the linker would convert this branch
112  * into a branch to a PLT.  Perhaps there will be a way to avoid this with some
113  * future version of the linker.  In the meantime, we just use an indirect branch
114  * instead.
115  */
116 #ifdef CONFIG_ITANIUM
117 (p6)    add r14=-8,r14                          // r14 <- addr of fsys_bubble_down entry
118         ;;
119 (p6)    ld8 r14=[r14]                           // r14 <- fsys_bubble_down
120         ;;
121 (p6)    mov b7=r14
122 (p6)    br.sptk.many b7
123 #else
124         BRL_COND_FSYS_BUBBLE_DOWN(p6)
125 #endif
126
127         mov r10=-1
128 (p10)   mov r8=EINVAL
129 (p9)    mov r8=ENOSYS
130         FSYS_RETURN
131 END(__kernel_syscall_via_epc)
132
133 #       define ARG0_OFF         (16 + IA64_SIGFRAME_ARG0_OFFSET)
134 #       define ARG1_OFF         (16 + IA64_SIGFRAME_ARG1_OFFSET)
135 #       define ARG2_OFF         (16 + IA64_SIGFRAME_ARG2_OFFSET)
136 #       define SIGHANDLER_OFF   (16 + IA64_SIGFRAME_HANDLER_OFFSET)
137 #       define SIGCONTEXT_OFF   (16 + IA64_SIGFRAME_SIGCONTEXT_OFFSET)
138
139 #       define FLAGS_OFF        IA64_SIGCONTEXT_FLAGS_OFFSET
140 #       define CFM_OFF          IA64_SIGCONTEXT_CFM_OFFSET
141 #       define FR6_OFF          IA64_SIGCONTEXT_FR6_OFFSET
142 #       define BSP_OFF          IA64_SIGCONTEXT_AR_BSP_OFFSET
143 #       define RNAT_OFF         IA64_SIGCONTEXT_AR_RNAT_OFFSET
144 #       define UNAT_OFF         IA64_SIGCONTEXT_AR_UNAT_OFFSET
145 #       define FPSR_OFF         IA64_SIGCONTEXT_AR_FPSR_OFFSET
146 #       define PR_OFF           IA64_SIGCONTEXT_PR_OFFSET
147 #       define RP_OFF           IA64_SIGCONTEXT_IP_OFFSET
148 #       define SP_OFF           IA64_SIGCONTEXT_R12_OFFSET
149 #       define RBS_BASE_OFF     IA64_SIGCONTEXT_RBS_BASE_OFFSET
150 #       define LOADRS_OFF       IA64_SIGCONTEXT_LOADRS_OFFSET
151 #       define base0            r2
152 #       define base1            r3
153         /*
154          * When we get here, the memory stack looks like this:
155          *
156          *   +===============================+
157          *   |                               |
158          *   //     struct sigframe          //
159          *   |                               |
160          *   +-------------------------------+ <-- sp+16
161          *   |      16 byte of scratch       |
162          *   |            space              |
163          *   +-------------------------------+ <-- sp
164          *
165          * The register stack looks _exactly_ the way it looked at the time the signal
166          * occurred.  In other words, we're treading on a potential mine-field: each
167          * incoming general register may be a NaT value (including sp, in which case the
168          * process ends up dying with a SIGSEGV).
169          *
170          * The first thing need to do is a cover to get the registers onto the backing
171          * store.  Once that is done, we invoke the signal handler which may modify some
172          * of the machine state.  After returning from the signal handler, we return
173          * control to the previous context by executing a sigreturn system call.  A signal
174          * handler may call the rt_sigreturn() function to directly return to a given
175          * sigcontext.  However, the user-level sigreturn() needs to do much more than
176          * calling the rt_sigreturn() system call as it needs to unwind the stack to
177          * restore preserved registers that may have been saved on the signal handler's
178          * call stack.
179          */
180
181 #define SIGTRAMP_SAVES                                                                          \
182         .unwabi 3, 's';         /* mark this as a sigtramp handler (saves scratch regs) */      \
183         .unwabi @svr4, 's'; /* backwards compatibility with old unwinders (remove in v2.7) */   \
184         .savesp ar.unat, UNAT_OFF+SIGCONTEXT_OFF;                                               \
185         .savesp ar.fpsr, FPSR_OFF+SIGCONTEXT_OFF;                                               \
186         .savesp pr, PR_OFF+SIGCONTEXT_OFF;                                                      \
187         .savesp rp, RP_OFF+SIGCONTEXT_OFF;                                                      \
188         .savesp ar.pfs, CFM_OFF+SIGCONTEXT_OFF;                                                 \
189         .vframesp SP_OFF+SIGCONTEXT_OFF
190
191 GLOBAL_ENTRY(__kernel_sigtramp)
192         // describe the state that is active when we get here:
193         .prologue
194         SIGTRAMP_SAVES
195         .body
196
197         .label_state 1
198
199         adds base0=SIGHANDLER_OFF,sp
200         adds base1=RBS_BASE_OFF+SIGCONTEXT_OFF,sp
201         br.call.sptk.many rp=1f
202 1:
203         ld8 r17=[base0],(ARG0_OFF-SIGHANDLER_OFF)       // get pointer to signal handler's plabel
204         ld8 r15=[base1]                                 // get address of new RBS base (or NULL)
205         cover                           // push args in interrupted frame onto backing store
206         ;;
207         cmp.ne p1,p0=r15,r0             // do we need to switch rbs? (note: pr is saved by kernel)
208         mov.m r9=ar.bsp                 // fetch ar.bsp
209         .spillsp.p p1, ar.rnat, RNAT_OFF+SIGCONTEXT_OFF
210 (p1)    br.cond.spnt setup_rbs          // yup -> (clobbers p8, r14-r16, and r18-r20)
211 back_from_setup_rbs:
212         alloc r8=ar.pfs,0,0,3,0
213         ld8 out0=[base0],16             // load arg0 (signum)
214         adds base1=(ARG1_OFF-(RBS_BASE_OFF+SIGCONTEXT_OFF)),base1
215         ;;
216         ld8 out1=[base1]                // load arg1 (siginfop)
217         ld8 r10=[r17],8                 // get signal handler entry point
218         ;;
219         ld8 out2=[base0]                // load arg2 (sigcontextp)
220         ld8 gp=[r17]                    // get signal handler's global pointer
221         adds base0=(BSP_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
222         ;;
223         .spillsp ar.bsp, BSP_OFF+SIGCONTEXT_OFF
224         st8 [base0]=r9                  // save sc_ar_bsp
225         adds base0=(FR6_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
226         adds base1=(FR6_OFF+16+SIGCONTEXT_OFF),sp
227         ;;
228         stf.spill [base0]=f6,32
229         stf.spill [base1]=f7,32
230         ;;
231         stf.spill [base0]=f8,32
232         stf.spill [base1]=f9,32
233         mov b6=r10
234         ;;
235         stf.spill [base0]=f10,32
236         stf.spill [base1]=f11,32
237         ;;
238         stf.spill [base0]=f12,32
239         stf.spill [base1]=f13,32
240         ;;
241         stf.spill [base0]=f14,32
242         stf.spill [base1]=f15,32
243         br.call.sptk.many rp=b6                 // call the signal handler
244 .ret0:  adds base0=(BSP_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
245         ;;
246         ld8 r15=[base0]                         // fetch sc_ar_bsp
247         mov r14=ar.bsp
248         ;;
249         cmp.ne p1,p0=r14,r15                    // do we need to restore the rbs?
250 (p1)    br.cond.spnt restore_rbs                // yup -> (clobbers r14-r18, f6 & f7)
251         ;;
252 back_from_restore_rbs:
253         adds base0=(FR6_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
254         adds base1=(FR6_OFF+16+SIGCONTEXT_OFF),sp
255         ;;
256         ldf.fill f6=[base0],32
257         ldf.fill f7=[base1],32
258         ;;
259         ldf.fill f8=[base0],32
260         ldf.fill f9=[base1],32
261         ;;
262         ldf.fill f10=[base0],32
263         ldf.fill f11=[base1],32
264         ;;
265         ldf.fill f12=[base0],32
266         ldf.fill f13=[base1],32
267         ;;
268         ldf.fill f14=[base0],32
269         ldf.fill f15=[base1],32
270         mov r15=__NR_rt_sigreturn
271         .restore sp                             // pop .prologue
272         break __BREAK_SYSCALL
273
274         .prologue
275         SIGTRAMP_SAVES
276 setup_rbs:
277         mov ar.rsc=0                            // put RSE into enforced lazy mode
278         ;;
279         .save ar.rnat, r19
280         mov r19=ar.rnat                         // save RNaT before switching backing store area
281         adds r14=(RNAT_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
282
283         mov r18=ar.bspstore
284         mov ar.bspstore=r15                     // switch over to new register backing store area
285         ;;
286
287         .spillsp ar.rnat, RNAT_OFF+SIGCONTEXT_OFF
288         st8 [r14]=r19                           // save sc_ar_rnat
289         .body
290         mov.m r16=ar.bsp                        // sc_loadrs <- (new bsp - new bspstore) << 16
291         adds r14=(LOADRS_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
292         ;;
293         invala
294         sub r15=r16,r15
295         extr.u r20=r18,3,6
296         ;;
297         mov ar.rsc=0xf                          // set RSE into eager mode, pl 3
298         cmp.eq p8,p0=63,r20
299         shl r15=r15,16
300         ;;
301         st8 [r14]=r15                           // save sc_loadrs
302 (p8)    st8 [r18]=r19           // if bspstore points at RNaT slot, store RNaT there now
303         .restore sp                             // pop .prologue
304         br.cond.sptk back_from_setup_rbs
305
306         .prologue
307         SIGTRAMP_SAVES
308         .spillsp ar.rnat, RNAT_OFF+SIGCONTEXT_OFF
309         .body
310 restore_rbs:
311         // On input:
312         //      r14 = bsp1 (bsp at the time of return from signal handler)
313         //      r15 = bsp0 (bsp at the time the signal occurred)
314         //
315         // Here, we need to calculate bspstore0, the value that ar.bspstore needs
316         // to be set to, based on bsp0 and the size of the dirty partition on
317         // the alternate stack (sc_loadrs >> 16).  This can be done with the
318         // following algorithm:
319         //
320         //  bspstore0 = rse_skip_regs(bsp0, -rse_num_regs(bsp1 - (loadrs >> 19), bsp1));
321         //
322         // This is what the code below does.
323         //
324         alloc r2=ar.pfs,0,0,0,0                 // alloc null frame
325         adds r16=(LOADRS_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
326         adds r18=(RNAT_OFF+SIGCONTEXT_OFF),sp
327         ;;
328         ld8 r17=[r16]
329         ld8 r16=[r18]                   // get new rnat
330         extr.u r18=r15,3,6      // r18 <- rse_slot_num(bsp0)
331         ;;
332         mov ar.rsc=r17                  // put RSE into enforced lazy mode
333         shr.u r17=r17,16
334         ;;
335         sub r14=r14,r17         // r14 (bspstore1) <- bsp1 - (sc_loadrs >> 16)
336         shr.u r17=r17,3         // r17 <- (sc_loadrs >> 19)
337         ;;
338         loadrs                  // restore dirty partition
339         extr.u r14=r14,3,6      // r14 <- rse_slot_num(bspstore1)
340         ;;
341         add r14=r14,r17         // r14 <- rse_slot_num(bspstore1) + (sc_loadrs >> 19)
342         ;;
343         shr.u r14=r14,6         // r14 <- (rse_slot_num(bspstore1) + (sc_loadrs >> 19))/0x40
344         ;;
345         sub r14=r14,r17         // r14 <- -rse_num_regs(bspstore1, bsp1)
346         movl r17=0x8208208208208209
347         ;;
348         add r18=r18,r14         // r18 (delta) <- rse_slot_num(bsp0) - rse_num_regs(bspstore1,bsp1)
349         setf.sig f7=r17
350         cmp.lt p7,p0=r14,r0     // p7 <- (r14 < 0)?
351         ;;
352 (p7)    adds r18=-62,r18        // delta -= 62
353         ;;
354         setf.sig f6=r18
355         ;;
356         xmpy.h f6=f6,f7
357         ;;
358         getf.sig r17=f6
359         ;;
360         add r17=r17,r18
361         shr r18=r18,63
362         ;;
363         shr r17=r17,5
364         ;;
365         sub r17=r17,r18         // r17 = delta/63
366         ;;
367         add r17=r14,r17         // r17 <- delta/63 - rse_num_regs(bspstore1, bsp1)
368         ;;
369         shladd r15=r17,3,r15    // r15 <- bsp0 + 8*(delta/63 - rse_num_regs(bspstore1, bsp1))
370         ;;
371         mov ar.bspstore=r15                     // switch back to old register backing store area
372         ;;
373         mov ar.rnat=r16                         // restore RNaT
374         mov ar.rsc=0xf                          // (will be restored later on from sc_ar_rsc)
375         // invala not necessary as that will happen when returning to user-mode
376         br.cond.sptk back_from_restore_rbs
377 END(__kernel_sigtramp)